一種復(fù)合式換熱機(jī)組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個(gè)以上水-水換熱器以及連接管路；連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分：一次側(cè)管路為逐級順序串聯(lián)的連接方式，即一次側(cè)管路依次連通吸收式熱泵的發(fā)生器、水-水換熱器、吸收式熱泵的蒸發(fā)器和壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；二次側(cè)管路采用先并聯(lián)后串聯(lián)、逐級順序串聯(lián)或獨(dú)立分開的連接方式連通到熱用戶。本發(fā)明能夠?qū)⒁淮尉W(wǎng)熱水的熱量梯級利用，從而大幅度增大了集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)熱水的供、回水溫差，因此可以的大大減少管路系統(tǒng)的初投資和水泵運(yùn)行電耗，為利用熱源低品位熱能甚至廢熱余熱等創(chuàng)造了條件，提高系統(tǒng)綜合能源利用效率，降低供熱成本。
【專利說明】一種復(fù)合式換熱機(jī)組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于采暖、供熱水的換熱機(jī)組，具體涉及一種能夠使集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)熱水供、回水溫差大幅增大的復(fù)合式換熱機(jī)組，屬于能源【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市集中供暖規(guī)模的不斷增加，集中熱源產(chǎn)生的高溫?zé)崴?jīng)過較長距離的輸送才能達(dá)到熱用戶處。為擴(kuò)大供暖面積，降低輸送成本，并為回收電廠余熱創(chuàng)造條件，清華大學(xué)付林等提出了專利號為:ZL200810101064.5，發(fā)明名稱為:“一種熱泵型換熱機(jī)組”的發(fā)明專利。該專利采用換熱與熱水驅(qū)動的吸收式熱泵復(fù)合技術(shù)解決以上問題，并且在越來越多的項(xiàng)目上得到應(yīng)用。然而在推廣和應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)該專利存在如下問題:
[0003]I)受到熱網(wǎng)供水溫度的限制:某些供熱系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)溫度或運(yùn)行年限的限制，一次網(wǎng)不能輸送超過115°C的熱水，導(dǎo)致進(jìn)入吸收式熱泵換熱機(jī)組發(fā)生器的水溫較低，對于吸收式熱泵會造成驅(qū)動力不足，因此吸收式熱泵換熱機(jī)組的出水溫度很難降到35V以下，從而限制了供、回水溫差的擴(kuò)大，使得供熱能力不足。而管網(wǎng)改造受到建設(shè)環(huán)境、成本、市容等得諸多限制在很多時(shí)候是無法進(jìn)行的。
[0004]2)由于回水溫度太高，回水輸送回集中熱源后，導(dǎo)致無法有效回收余熱源的余熱資源，造成供熱量減少。
[0005]因此在這樣集中供熱的應(yīng)用場所，采用新的技術(shù)手段降低高溫?zé)崴幕厮疁囟纫赃M(jìn)一步增大其供、回水溫差，將對擴(kuò)大集中供熱的供熱半徑，節(jié)約供熱能耗，降低供熱成本產(chǎn)生深遠(yuǎn)的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠使集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)熱水供、回水溫差大幅增大的復(fù)合式換熱機(jī)組。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個(gè)以上水-水換熱器以及連接管路；所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路采用先并聯(lián)后串聯(lián)的連接方式，即所述二次側(cè)管路分為兩路，一路經(jīng)過若干所述水-水換熱器，另一路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器，兩路所述二次側(cè)管路匯合成一路后再直接連通到熱用戶或經(jīng)過其余所述水-水換熱器后連通到熱用戶。
[0008]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該換熱機(jī)組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風(fēng)機(jī)盤管或暖氣片形式。
[0010]一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個(gè)以上水-水換熱器以及連接管路；所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路也采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述二次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器和所述水-水換熱器后連通到熱用戶。
[0011]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)。
[0012]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該換熱機(jī)組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風(fēng)機(jī)盤管或暖氣片形式。
[0013]一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個(gè)以上水-水換熱器以及連接管路；所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路采用獨(dú)立分開的連接方式，即所述二次側(cè)管路經(jīng)過所述水-水換熱器和依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器后分別連通到熱用戶。
[0014]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該換熱機(jī)組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風(fēng)機(jī)盤管或暖氣片形式。
[0016]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、由于本發(fā)明的換熱機(jī)組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵和水-水換熱器，并使得一次網(wǎng)熱水依次經(jīng)過吸收式熱泵的發(fā)生器、水-水換熱器、吸收式熱泵的蒸發(fā)器和壓縮式熱泵的蒸發(fā)器，將一次網(wǎng)熱水的熱量梯級利用，從而大幅度增大了集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)熱水的供、回水溫差，因此可以的大大減少管路系統(tǒng)的初投資和水泵運(yùn)行電耗，為利用熱源低品位熱能甚至廢熱余熱等創(chuàng)造了條件，提高系統(tǒng)綜合能源利用效率，降低供熱成本。另外，本發(fā)明可以使一次網(wǎng)的出水溫度低于二次網(wǎng)的進(jìn)水溫度，這對常規(guī)換熱器而言是無法實(shí)現(xiàn)的。2、本發(fā)明采用換熱與壓縮式熱泵復(fù)合的技術(shù)可以在原有管網(wǎng)條件不變的情況下，有效的擴(kuò)大供暖面積，緩解管網(wǎng)供熱能力不足的矛盾。3、本發(fā)明可以將一次網(wǎng)的回水溫度降低至15°C或以下，從而可以擴(kuò)大余熱的來源，增大余熱回收量，提高整個(gè)系統(tǒng)的供熱能力。例如在濕冷型熱電廠或工業(yè)余熱回收領(lǐng)域，大量的余熱分布在15°C -30°C的區(qū)間。4、雖然本發(fā)明進(jìn)入吸收式熱泵的發(fā)生器水溫可能并不高，但是由于其仍具有一定的驅(qū)動力，因此可以用來降低出水溫度，這樣可以減少壓縮式熱泵的出力，進(jìn)而降低壓縮式熱泵的能源消耗。5、雖然本發(fā)明的壓縮式熱泵需要消耗一定的高品位熱源，運(yùn)行成本相對僅采用換熱技術(shù)要高，但是由于采用壓縮式熱泵的回水溫度可以比僅采用換熱技術(shù)的回水溫度更低，更低溫度的回水輸送到集中熱源后能夠吸收更多的余熱或廢熱，因此從整個(gè)系統(tǒng)而言，運(yùn)行費(fèi)用比僅采用換熱技術(shù)要低。同時(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步及流程的優(yōu)化，壓縮式熱泵的效率也有很大的提高，運(yùn)行成本將一步降低。由此可見，本發(fā)明采用換熱與壓縮式熱泵復(fù)合技術(shù)的換熱機(jī)組對于提高管網(wǎng)輸送能力，有效回收余熱資源，擴(kuò)大集中供熱的供熱半徑，節(jié)約供熱能耗，降低供熱成本能夠產(chǎn)生深遠(yuǎn)的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]以下結(jié)合附圖來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對本發(fā)明的限制。
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的換熱機(jī)組示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的換熱機(jī)組示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的換熱機(jī)組示意圖；
[0021 ] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的換熱機(jī)組示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0023]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施I提供的換熱機(jī)組10，該換熱機(jī)組10包括壓縮式熱泵1、吸收式熱泵2、水-水換熱器3以及連接管路。其中，連接管路分為一次側(cè)管路41和二次側(cè)(用戶側(cè))管路42兩部分:一次側(cè)管路41采用逐級順序串聯(lián)連接的方式，即一次側(cè)管路41依次經(jīng)過吸收式熱泵2的發(fā)生器、水-水換熱器3、吸收式熱泵2的蒸發(fā)器和壓縮式熱泵I的蒸發(fā)器；二次側(cè)管路42采用并聯(lián)連接的方式，即二次側(cè)管路42分為兩路，一路經(jīng)過水-水換熱器3，另一路依次經(jīng)過吸收式熱泵2的冷凝器和壓縮式熱泵I的冷凝器，然后這兩路管路匯合成一路后連通到熱用戶。
[0024]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施2提供的換熱機(jī)組20，該換熱機(jī)組20與實(shí)施例1中的換熱機(jī)組10結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于二次側(cè)管路42采用獨(dú)立分開的兩路，即一路經(jīng)過水-水換熱器3后直接連通到熱用戶，另一路依次經(jīng)過吸收式熱泵2的冷凝器和壓縮式熱泵I的冷凝器后連通到熱用戶。此時(shí)，換熱機(jī)組20可以輸出兩種參數(shù)的熱水，即經(jīng)過壓縮式熱泵I和吸收式熱泵2的二次網(wǎng)熱水參數(shù)和經(jīng)過水-水換熱器器3的二次網(wǎng)熱水參數(shù)可以不相同，分別輸送到不同的熱用戶。
[0025]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施3提供的換熱機(jī)組30，該換熱機(jī)組30與實(shí)施例1中的換熱機(jī)組10結(jié)構(gòu)相似，區(qū)別僅在于二次側(cè)管路42也采用逐級順序串聯(lián)連接的方式，即二次側(cè)管路42依次經(jīng)過吸收式熱泵2的冷凝器、壓縮式熱泵I的冷凝器和水-水換熱器3后連通到熱用戶。
[0026]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施4提供的換熱機(jī)組40，該換熱機(jī)組40包括兩級水-水換熱器，即一級水-水換熱器3a和二級水-水換熱器3b。該換熱機(jī)組40的一次側(cè)管路41仍然采用逐級順序串聯(lián)連接的方式，但二次側(cè)管路42采用先并聯(lián)后串聯(lián)連接的方式，即二次側(cè)管路42分為兩路，一路經(jīng)過二級水-水換熱器3b，另一路依次經(jīng)過吸收式熱泵2的冷凝器和壓縮式熱泵I的冷凝器，然后這兩路管路匯合成一路后經(jīng)過水-水換熱器3a再連通到熱用戶。
[0027]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，壓縮式熱泵I是容積式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)。
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例1提供的換熱機(jī)組10和實(shí)施例4提供的換熱機(jī)組40分別說明本發(fā)明在某集中供熱系統(tǒng)中應(yīng)用的流程。
[0029]實(shí)施例1:如圖1所示，在實(shí)際運(yùn)行中，由集中熱源輸出的115°C—次網(wǎng)熱水進(jìn)水進(jìn)入吸收式熱泵2的發(fā)生器作為驅(qū)動熱源，加熱吸收式熱泵2中的濃縮溴化鋰溶液；放熱降溫至90°C左右后從吸收式熱泵2的發(fā)生器流出，進(jìn)入水-水換熱器3作為加熱熱源加熱二次網(wǎng)熱水；放熱降溫至50°C左右后從水-水換熱器3流出，再進(jìn)入吸收式熱泵2的蒸發(fā)器作為低品位熱源；放熱降溫至25°C左右后再進(jìn)入壓縮式熱泵I的蒸發(fā)器作為低品位熱源，放熱降溫至15°C左右后送回集中熱源，如此循環(huán)。
[0030]由熱用戶輸出的45°C二次網(wǎng)熱水回水分為兩路進(jìn)入換熱機(jī)組10:—路進(jìn)入吸收式熱泵2的冷凝器中吸收熱量，被加熱至50°C左右后流出，再進(jìn)入壓縮式熱泵I的冷凝器中吸收熱量，被加熱至60°C左右后流出；另一路進(jìn)入水-水換熱器3中與一次網(wǎng)熱水進(jìn)行換熱，被加熱到60°C左右后流出，兩路60°C熱水匯合在一起后送往熱用戶。由此可見，本實(shí)施例提供的換熱機(jī)組10采用熱泵-換熱器組合的方式能夠有效的進(jìn)行高溫?zé)崴奶菁壚?，?shí)現(xiàn)了 100°C的供、回水溫差，并能夠產(chǎn)生出滿足使用要求的采暖或生活熱水。該換熱機(jī)組10 —般安裝在大型集中供熱系統(tǒng)的各熱力站中，特別是一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站用，采暖末端可采用地板采暖，風(fēng)機(jī)盤管或暖氣片等形式。
[0031 ] 實(shí)施例4:如圖4所示，在實(shí)際運(yùn)行中，由集中熱源輸出的115 °C —次網(wǎng)熱水進(jìn)水進(jìn)入吸收式熱泵2的發(fā)生器作為驅(qū)動熱源，加熱吸收式熱泵2中的濃縮溴化鋰溶液；放熱降溫至90°C左右后從吸收式熱泵2的發(fā)生器流出，進(jìn)入二級水-水換熱器3b作為加熱源加熱二次網(wǎng)熱水；放熱降溫至65°C左右后從二級水-水換熱器3b流出，再進(jìn)入一級水-水換熱器3a加熱二次網(wǎng)熱水；放熱降溫至50°C后從一級水-水換熱器3a流出，再進(jìn)入吸收式熱泵2的蒸發(fā)器作為低品位熱源；放熱降溫至25°C后再進(jìn)入壓縮式熱泵I的蒸發(fā)器作為低品位熱源，放熱降溫至15°C左右后后通過一次網(wǎng)回水管送回集中熱源，如此循環(huán)。
[0032]由熱用戶輸出的45°C二次網(wǎng)熱水回水分為兩路進(jìn)入換熱機(jī)組40:—路經(jīng)過二級水-水換熱器3b與一次網(wǎng)熱水進(jìn)行換熱，被加熱到60°C左右后流出；另一路進(jìn)入吸收式熱泵2的冷凝器中吸收熱量，被加熱至50°C左右后流出，再進(jìn)入壓縮式熱泵I的冷凝器中吸收熱量，被加熱至60°C左右后流出，兩路60°C熱水匯合在一起后進(jìn)入一級水-水換熱器3a，被加熱到67°C后送往熱用戶。由此可見，本實(shí)施例提供的換熱機(jī)組40采用熱泵-兩級換熱器組合的方式能夠有效進(jìn)行高溫?zé)崴奶菁壚?，?shí)現(xiàn)了 100°C的供、回水溫差，并能夠產(chǎn)生出品質(zhì)較高的采暖或生活熱水。該換熱機(jī)組40 —般安裝在大型集中供熱系統(tǒng)的各熱力站中，特別是一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站用，采暖末端采用暖氣片形式。
[0033]上述各實(shí)施例僅用于對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個(gè)以上水-水換熱器以及連接管路； 所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路采用先并聯(lián)后串聯(lián)的連接方式，即所述二次側(cè)管路分為兩路，一路經(jīng)過若干所述水-水換熱器，另一路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器，兩路所述二次側(cè)管路匯合成一路后再直接連通到熱用戶或經(jīng)過其余所述水-水換熱器后連通到熱用戶。
2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風(fēng)機(jī)盤管或暖氣片形式。
4.一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個(gè)以上水-水換熱器以及連接管路； 所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路也采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述二次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器和所述水-水換熱器后連通到熱用戶。
5.如權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)。
6.如權(quán)利要求4或5所述的一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風(fēng)機(jī)盤管或暖氣片形式。
7.一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組包括壓縮式熱泵、吸收式熱泵、一個(gè)以上水-水換熱器以及連接管路； 所述連接管路分為一次側(cè)管路和二次側(cè)管路兩部分:所述一次側(cè)管路采用逐級順序串聯(lián)的連接方式，即所述一次側(cè)管路依次經(jīng)過所述吸收式熱泵的發(fā)生器、所述水-水換熱器、所述吸收式熱泵的蒸發(fā)器和所述壓縮式熱泵的蒸發(fā)器；所述二次側(cè)管路采用獨(dú)立分開的連接方式，所述二次側(cè)管路經(jīng)過所述水-水換熱器和依次連通所述吸收式熱泵的冷凝器、所述壓縮式熱泵的冷凝器后分別連通到熱用戶。
8.如權(quán)利要求7所述的一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，所述壓縮式熱泵是容積式壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的一種復(fù)合式換熱機(jī)組，其特征在于，該換熱機(jī)組安裝在集中供熱系統(tǒng)的一次網(wǎng)與二次網(wǎng)換熱站中，采暖末端采用地板采暖、風(fēng)機(jī)盤管或暖氣片形式。
【文檔編號】F24D3/18GK103673035SQ201310681969
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】付林, 張世鋼, 唐道軻 申請人:清華大學(xué)